近日，麻省理工學院（MIT）的一個研究團隊宣布，他們已經開發出一種全新的電池電極，可以研發出能量密度更高的電池。

取得這一突破，得益于MIT朱麗實驗室將“用純鋰金屬作為電池陽極”視為長期追求的目標；更讓人意料不到的是，開發出純鋰電極只是作為全固態電池概念設計的一部分。

當前電池中的電解質允許鋰離子在充電和放電循環中來回運動。但該團隊設計的全固態電池概念放棄了目前在電池內部的兩個電極之間液體或聚合物凝膠的電解質。

我們知道，全固態版本的電池，比過去曾是鋰電池爆炸源的高揮發性液體電解質更安全。但固態電池面臨的最大挑戰之一是，當它們充電時，原子在鋰金屬內部堆積，導致鋰金屬隨著充電而膨脹，金屬在放電過程中收縮。電池形狀這種反復變化使固體很難保持恒定的接觸，并容易導致固體電解質斷裂或分離。

此外，當固體電解質與鋰金屬接觸時，物質之間的化學不穩定性使固態物質隨著時間的推移而降解。

因此，該開發團隊使用了不同尋常的設計，構建了兩類固體，即“混合離子電子導體”（MIEC）和“電子和鋰離子絕緣體”（ELI）。這兩種材料在與鋰金屬接觸時都具有化學穩定性。

在這基礎上，他們還構建了一種電池內部的三維納米結構，其形式為蜂窩狀六邊形的MIEC管陣列，部分陣列注入固體鋰金屬，形成電池電極，每個電極管中都有額外的空間。當鋰在充電過程中膨脹時，它會填充管內的空位。在充電過程中，這種流動釋放了膨脹產生的壓力。ELI被用作MIEC壁和固體電解質層之間的“關鍵機械粘合劑”。

據悉，該研究團隊正在嘗試尋求規模化生產他們發明的途徑。

審核編輯：符乾江